專利名稱：高壓燃料噴射管的連接頭部結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種例如經(jīng)常作為柴油內(nèi)燃機(jī)中的燃料供給通道等配 置的、由直徑較細(xì)的厚壁鋼管形成的高壓燃料噴射管的連接頭部結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
以往，作為具有這種連接頭部的高壓燃料噴射管，已知如例示于
圖17所示那樣在直徑較細(xì)的厚壁鋼管111的連接端部具有連接頭部 112的高壓燃料噴射管；該連接頭部112由球面狀的座面113、從該座 面113沿軸心方向隔開間隔設(shè)置的環(huán)狀凸緣部115、及與上述座面113 相連而到達(dá)上述環(huán)狀凸緣部115且朝前端成為細(xì)頭的圓弧面114形成 (參照專利文獻(xiàn)1的圖4 )。這種連接頭部112由從外方用沖壓構(gòu)件朝 軸心方向進(jìn)行推壓的壓曲加工成形，隨著利用該推壓進(jìn)行壓曲加工， 周壁朝外側(cè)擴(kuò)展，在該頭部?jī)?nèi)周面由內(nèi)徑的大徑化和應(yīng)力集中產(chǎn)生內(nèi) 表面拉伸應(yīng)力上升了的凹坑(環(huán)狀凹部)116,在該狀態(tài)下進(jìn)行使用， 配置使用時(shí)的高壓流體在該凹坑附近產(chǎn)生氣蝕，在該連接頭部以凹坑 為起點(diǎn)由疲勞破壞以放射狀產(chǎn)生徑向龜裂，在凹坑的周圍由疲勞破壞 產(chǎn)生周向的龜裂。
作為對(duì)策，本申請(qǐng)人在此之前提出一些方法，例如，作為其中的 一個(gè)方法，高壓燃料噴射管在直徑較細(xì)的厚壁鋼管的連接端部具有連 接頭部；該連接頭部由^^面狀的座面、從該座面沿軸心方向隔開間隔 設(shè)置的環(huán)狀凸緣部、及與上述座面相連而到達(dá)上述環(huán)狀凸緣部且朝前 端成為細(xì)頭的圓錐面形成；其中在上迷圓錐面的一部分設(shè)置深度較 淺的環(huán)狀彎曲凹槽，從而使隨著該連接頭部的成形產(chǎn)生的該頭部?jī)?nèi)側(cè) 的凹坑深度淺并且比較平緩(參照專利文獻(xiàn)l的圖1);作為另一方法， 由嵌裝在連接頭部?jī)?nèi)側(cè)的金屬制圓筒構(gòu)件覆蓋在隨著連接頭部的成形
而產(chǎn)生的該頭部?jī)?nèi)側(cè)的凹坑，該連接頭部的外側(cè)周面為接觸在對(duì)方座
部的截頭圓錐狀或截頭圓弧狀的座面(專利文獻(xiàn)2)。 專利文獻(xiàn)1:日本特開2003-336560號(hào)公報(bào) 專利文獻(xiàn)2:日本特開2005-180218號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種高壓燃料噴射管的連接頭部結(jié)構(gòu)，該 高壓燃料噴射管的連接頭部結(jié)構(gòu)對(duì)于防止在頭部成形時(shí)隨著上述凹坑
的形成所發(fā)生的該凹坑的谷部的龜裂、配置使用時(shí)高壓流體流動(dòng)引起 的在該凹坑部附近的氣蝕所導(dǎo)致的龜裂，及上述頭部成形時(shí)隨著凹坑 的形成產(chǎn)生的內(nèi)徑大徑化和應(yīng)力集中帶來的內(nèi)表面的拉伸應(yīng)力上升現(xiàn) 象，可獲得大體等同或超過上述現(xiàn)有技術(shù)的效果。
本發(fā)明的高壓燃料噴射管的連接頭部結(jié)構(gòu)在直徑較細(xì)的厚壁細(xì)徑 鋼管的連接端部具球面狀的座面，從該座面沿軸心方向隔開間隔形成 的環(huán)狀凸緣部，及與上述座面相連而到達(dá)上述環(huán)狀凸緣部或該環(huán)狀凸 緣部附近且朝前端成為細(xì)頭的大致接近球面的圓錐面，通過插入與上 述環(huán)狀凸緣部的背面直接或間接接合的緊固螺母而構(gòu)成；其特征在于 在t(壁厚)/D(外徑)<0.3的厚壁細(xì)徑鋼管的場(chǎng)合，從連接頭部末 端到上述環(huán)狀凸緣部背面的軸向距離Ll為0.38D 0.6D、上述座面的 球體半徑R為0.45D ~ 0.65D、上述環(huán)狀凸緣部外徑Dl為1.2D ~ 1.4D, 該頭部?jī)?nèi)周面具有接近該鋼管的內(nèi)周面直徑的管軸方向截面的輪廓大 致平直的圓筒狀面和/或圓錐狀面。
另外，本發(fā)明的高壓燃料噴射管的連接頭部結(jié)構(gòu)在直徑較細(xì)的厚 壁細(xì)徑鋼管的連接端部具球面狀的座面、從該座面沿軸心方向隔開間 隔形成的環(huán)狀凸緣部，及與上述座面相連而到達(dá)上述環(huán)狀凸緣部或該 環(huán)狀凸緣部附近且朝前端成為細(xì)頭的大致接近球面的圓錐面，通過插 入與上述環(huán)狀凸緣部的背面直接或間接接合的緊固螺母而構(gòu)成；其特 征在于在t(壁厚)/D(外徑)>0.3的厚壁細(xì)徑鋼管的場(chǎng)合，從連 接頭部末端到上述環(huán)狀凸緣部背面的軸向距離Ll為0.38D~0.7D、上
述座面的球體半徑R為0.45D 0.65D、上述環(huán)狀凸緣部外徑Dl為 1.2D ~ 1.4D,該頭部?jī)?nèi)周面具有接近該鋼管的內(nèi)周面直徑的管軸方向 截面的輪廓大致平直的圓筒狀面和/或圓錐狀面。
另外，本發(fā)明的特征在于上述連接頭部的、與上述球面狀的座
的圓錐面(推壓座面)的頂角角度6為50~60度，該圓錐面的最大直 徑D3為1.03D 1.09D，而且上述圓錐面的最大直徑部分與上述環(huán)狀 凸緣部由圓錐面，或輪廓為凸?fàn)罨虬紶畹膱A錐面，或圓筒狀面連接。
本發(fā)明的上述連接頭部的上述環(huán)狀凸緣部最好形成為比構(gòu)成座面 的球面的最大直徑更朝管徑方向外方突出的環(huán)狀，另外，也可在上述 環(huán)狀凸緣部的頸下部緊密配合或間隙配合圓筒狀或帶凸緣的圓筒狀的 墊圏。另外，也可在上述環(huán)狀凸緣部的背面?zhèn)扰c該背面相連地按與上 述墊圏的長(zhǎng)度相當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)度設(shè)置管外徑1.02D~ 1.08D的大直徑部，與該 大直徑部相連地設(shè)置外徑沿管軸方向平滑地縮徑的錐部。上述墊圏的 長(zhǎng)度最好為0.5D~2.0D。另外，也可將上述墊圈的與上述緊固螺母的 接觸面形成為球半徑1.0D~2.5D的球面，另外，也可將上述緊固螺母 的墊圈接觸面形成為頂角6 1為90~ 150度的圓錐面。
另外，本發(fā)明的上述圓錐狀面在上述厚壁細(xì)徑鋼管的內(nèi)徑為Din 的場(chǎng)合，最好上述連接頭部?jī)?nèi)面形成為圓錐狀，并使得連接頭部開口 部直徑DT為1.2Din 1.6Din,該圓錐狀面的錐深LT為0.65L1 ~ 1.3Ll。另外，最好上述環(huán)狀凸緣部的背面形成為相對(duì)管軸垂直的面或 朝管軸的后方縮徑的圓錐面，而且，最好上述環(huán)狀凸緣部背面的圓錐 面的頂角62為75~ 120度。
另外，本發(fā)明在上述座面的球體半徑R為0.57D~0.65D的場(chǎng)合， 最好上述連接頭部?jī)?nèi)徑部為上述圓錐狀，另外，在上述環(huán)狀凸緣部的 背面為圓錐面的場(chǎng)合，上述連接頭部的內(nèi)徑部為上述圓錐狀，另外， 在上述厚壁細(xì)徑鋼管的內(nèi)徑Din為0.4D~0.63D的場(chǎng)合，上述連接頭 部的內(nèi)徑部為上述圓錐狀。
也可在本發(fā)明的高壓燃料噴射管的連接頭部結(jié)構(gòu)的上述座面設(shè)置
軟質(zhì)層，另外，最好上述軟質(zhì)層為脫碳層。另外，頭部開口部最好為 錐形倒角或圓形倒角的喇叭狀。
本發(fā)明的高壓燃料噴射管的連接頭部結(jié)構(gòu)由于該連接頭部?jī)?nèi)周面 具有接近該鋼管的內(nèi)周面的管軸方向截面輪廓大致平直的面，所以， 在該連接頭部的內(nèi)側(cè)基本上不存在由塑性加工發(fā)生的凹坑(環(huán)狀凹 部)，所以，可消除該頭部成形時(shí)的凹坑部谷部龜裂的發(fā)生和該頭部?jī)?nèi) 的流體壓力產(chǎn)生的氣蝕所導(dǎo)致龜裂發(fā)生的擔(dān)憂，以及上述頭部成形時(shí) 伴隨著該凹坑形成的內(nèi)徑大直徑化和應(yīng)力集中所導(dǎo)致的內(nèi)表面拉伸應(yīng) 力上升現(xiàn)象，而且，可大幅度減小連接頭部?jī)?nèi)周面成為疲勞破壞的起 點(diǎn)的可能性。
另外，通過增大連接頭部的圓錐面的頂角角度和最大直徑，使連 接時(shí)雙方的座面的寬度變大，可防止最大接觸面壓變大，減小雙方的 座面的變形，可減小連接解除時(shí)對(duì)方座面的殘余變形量。
另外，本發(fā)明的連接頭部結(jié)構(gòu)在高壓燃料噴射管的壁厚較薄、連
接頭部座面的球體較大的場(chǎng)合(例如管內(nèi)徑Din為0.4D~0.63D，座 面的球體半徑R為0.57D~0.65D的場(chǎng)合)，將連接頭部的內(nèi)徑部形成 為圓錐狀，使構(gòu)成該連接頭部的空間體積增大，從而使鋼材的體積減 小，通過在頭部成形時(shí)將心棒積極地接觸于內(nèi)面，可使壓曲變小，進(jìn) 一步減小凹坑。另外，例如即使管內(nèi)徑Din處于0.4D 0.63D的范圍， 環(huán)狀凸緣部背面為圓錐狀，也可進(jìn)一步減小凹坑。另外，即使處于上 述范圍外，例如管內(nèi)徑Din不到0.4D，或座面的球體半徑R不到0.57D， 通過使連接頭部的內(nèi)徑部為圓錐狀，也可獲得可進(jìn)一步減小或消除凹 坑的效果。
而且，在本發(fā)明中，通過在座面設(shè)置軟質(zhì)層，可減小共軌等對(duì)方 部分接頭部的密封面(座面)的塑性變形量，獲得反復(fù)連接時(shí)的高密 封性。另外，本發(fā)明的連接頭部的從該頭部末端到環(huán)狀凸緣部的距離 相比之下縮短了，所以，球面狀座部的剛性增大，可防止隨著連接產(chǎn) 生的頭部開口部的狹塞等永久變形，同時(shí)，相對(duì)于對(duì)方部件接頭部的 受壓座面的入座也穩(wěn)定，相對(duì)超高壓燃料流的反復(fù)加壓、柴油內(nèi)燃機(jī)
等的振動(dòng)也可防止燃料的泄漏導(dǎo)致的飛濺、連接部的脫離的發(fā)生，上 述凹坑基本上不存在，使得燃料的流動(dòng)平穩(wěn)化，由此作用使得可更正 確地進(jìn)行燃料噴射。


圖1為示出本發(fā)明高壓燃料噴射管的連接頭部結(jié)構(gòu)的第1實(shí)施例 的縱剖側(cè)視圖。
圖2為示出該連接頭部結(jié)構(gòu)的第2實(shí)施例的縱剖側(cè)視圖。
圖3為放大示出圖2所示第2實(shí)施例的座面部的縱剖側(cè)視圖。
圖4為放大示出該連接頭部結(jié)構(gòu)的第3實(shí)施例的要部的縱剖側(cè)視圖。
圖5為放大示出該連接頭部結(jié)構(gòu)的第4實(shí)施例的要部的縱剖側(cè)視圖。
圖6為放大示出該連接頭部結(jié)構(gòu)的第5實(shí)施例的要部的縱剖側(cè)視圖。
圖7為放大示出該連接頭部結(jié)構(gòu)的第6實(shí)施例的要部的縱剖側(cè)視圖。
圖8為本發(fā)明實(shí)施例的對(duì)方座面的變形量(接觸深度h)的說明圖。
圖9為示出在圖1所示連接頭部嵌合墊圏(套筒墊圏)的狀態(tài)的 側(cè)視圖。
圖IO為放大示出該墊圏與螺母的接觸接合部的縱剖視圖。
圖11為示出本發(fā)明高壓燃料噴射管的連接頭部的結(jié)構(gòu)的第7實(shí)施
例的縱剖側(cè)視圖。
圖12為示出該連接頭部結(jié)構(gòu)的第8實(shí)施例的縱剖側(cè)視圖。
圖13為示出該連接頭部結(jié)構(gòu)的第9實(shí)施例的縱剖側(cè)視圖。
圖14為示出該連接頭部結(jié)構(gòu)的第IO實(shí)施例的縱剖側(cè)視圖。
圖15為示出圖l所示連接頭部的成形方法的加工工序的一例的由
縱剖面獲得的說明圖。200780006843.0 說明書第6/22頁(yè)
圖16為示出圖l所示連接頭部的成形方法的加工工序的另一例的 由縱剖面獲得的說明圖。
圖17為示出作為本發(fā)明對(duì)象的現(xiàn)有的高壓燃料噴射管的連接頭 部的一例的縱剖側(cè)視圖。
符號(hào)說明
1厚壁細(xì)徑鋼管
2連接頭部
2a圓錐狀面
2-1大直徑部
2-2錐部
3球面狀的座面
4、 4a、 4b、 4c大致接近球面的圓錐面
4d圓筒狀面
5環(huán)狀凸緣部
5a環(huán)狀凸緣部的背面
6對(duì)方部件
6a座面
6a'壓痕
7頭部開口部
8墊圈 9緊固螺母 10、 10'夾具 11沖壓構(gòu)件
具體實(shí)施例方式
在本發(fā)明的連接頭部結(jié)構(gòu)中，在t(壁厚)/D(外徑)<0.3的厚 壁細(xì)徑鋼管的場(chǎng)合，將從連接頭部末端到上述環(huán)狀凸緣部背面的軸向 距離Ll限定為0.38D 0.6D，原因在于，當(dāng)不到0.38D時(shí)，不能形成
頭部，另一方面，當(dāng)超過0.6D時(shí)，發(fā)生凹坑，同時(shí)，該凹坑逐'漸變大。 另外，將上述座面的球體半徑R設(shè)為0.45D~0.65D，原因在于，當(dāng)不 到0.45D時(shí)，不能形成頭部，另一方面，當(dāng)超過0.65D時(shí)，發(fā)生凹坑， 同時(shí)，該凹坑逐漸變大。另夕卜，將上述環(huán)狀凸緣部外徑D1設(shè)為1.2D~ 1.4D，原因在于，當(dāng)不到1.2D時(shí)，在與對(duì)方部件連接之際，不能確保 用于傳遞高軸力的寬的推壓面積，另一方面，當(dāng)超過1.4D時(shí)，發(fā)生凹 坑，同時(shí)，該凹坑逐漸變大。
另外，在本發(fā)明的連接頭部結(jié)構(gòu)中，在t(壁厚)/D(外徑)> 0.3的厚壁細(xì)徑鋼管的場(chǎng)合，將從連接頭部末端到上述環(huán)狀凸緣部背面 的軸向距離Ll限定為0.38D~0.7D，原因在于，當(dāng)不到0.38D時(shí)，不 能形成頭部，另一方面，當(dāng)超過0.7D時(shí)，發(fā)生凹坑，同時(shí)，該凹坑逐 漸變大。關(guān)于上述座面的球體半徑R和上述環(huán)狀凸緣部外徑Dl的數(shù) 值限定理由，與上述t (壁厚)/D (外徑)<0.3的厚壁細(xì)徑鋼管的場(chǎng) 合相同，故加以省略。
下面，說明在本發(fā)明中將與球面狀的座面相連而到達(dá)上述環(huán)狀凸 緣部或該環(huán)狀凸緣部附近且朝前端成為細(xì)頭的圓錐面的頂角角度6限 定為50~60度的理由。
在本發(fā)明的高壓燃料噴射管的連接頭部結(jié)構(gòu)中，在噴射管側(cè)為材 質(zhì)硬度比對(duì)方部件高或接近對(duì)方部件硬度的材料的場(chǎng)合，末端緊固時(shí) 由連接頭部的座面使對(duì)方座面產(chǎn)生塑性變形，存在使該座面產(chǎn)生壓痕 (凹部)的危險(xiǎn)。為此，本發(fā)明采用適當(dāng)?shù)卦O(shè)定連接頭部的圓錐面的 頂角角度的技術(shù)手段。即，通過增大連接頭部的圓錐面的頂角角度， 增大噴射管連接時(shí)產(chǎn)生的對(duì)方座面(受壓座面)的接觸面的寬度，從 而可防止最大接觸面壓變高，減小對(duì)方座面的變形(接觸深度)，可減 小對(duì)方座面的殘余變形量，基于這一認(rèn)識(shí)，找到該圓錐面的頂角的適 當(dāng)角度為50 60度。在這里，當(dāng)圓錐面的頂角角度不到50度時(shí)，不 能充分地獲得增大與對(duì)方座面的接觸面的效果，對(duì)方座面變形，產(chǎn)生 凹部，另一方面，當(dāng)圓錐面的頂角角度6超過60度時(shí)，比通常頂角 60度的作為圓錐面的對(duì)方座面的頂角角度大，不能安裝。
在本發(fā)明中將噴射管側(cè)的圓錐面的頂角角度e限定為50~60度，
是考慮到噴射管側(cè)為材質(zhì)硬度比對(duì)方部件高或接近對(duì)方部件的硬度的 材料的場(chǎng)合，但在對(duì)方部件側(cè)的硬度比噴射管側(cè)高的場(chǎng)合，即使噴射
管側(cè)的圓錐面的頂角角度為凹坑更難形成的25 ~ 40度左右，也足以能 夠使用。
另外，在本發(fā)明中，將上述圓錐面的最大直徑D3限定為1.03D-1.09D，原因在于，當(dāng)不到1.03D時(shí)，末端緊固時(shí)該圓錐面的最大直徑 部的棱邊接觸在對(duì)方座面，該部分的接觸面壓變高，對(duì)方座面(受壓 座面)的變形變大，另一方面，當(dāng)超過1.09D時(shí)，該連接頭部的外側(cè) 的體積變得過大，有在該連接頭部的內(nèi)面形成折皺等的危險(xiǎn)。
另外，設(shè)上述墊圏的長(zhǎng)度為0.5D~2.0D，原因在于，當(dāng)不到0.5D 時(shí)，該墊圏的在高壓燃料噴射管的安裝作業(yè)性惡化，另一方面，當(dāng)超 過2.0D時(shí)，螺母的全長(zhǎng)變長(zhǎng)，布局性變差，而且重，導(dǎo)致成本上升。
作為本發(fā)明的厚壁細(xì)徑鋼管的鋼種，最好為不銹鋼鋼管、托立普
(卜y少y)鋼鋼管、碳素鋼鋼管等。
在本發(fā)明的連接頭部結(jié)構(gòu)中，將上述環(huán)狀凸緣部形成為比構(gòu)成座 面的球面的最大直徑更朝管徑方向外方突出的環(huán)狀，原因在于，當(dāng)與 對(duì)方部件連接時(shí)，為了傳遞高軸力，需要確保寬的推壓面積。
另外，將上述墊圏的緊固螺母接觸面形成為球面，將該球半徑限 定為1.0D 2.5D，原因在于，當(dāng)不到1.0D時(shí)，與螺母的接觸部處于 墊圈的內(nèi)徑附近，存在使墊圈朝內(nèi)徑側(cè)變形而咬入到管表面的危險(xiǎn)， 另一方面，當(dāng)超過2.5D時(shí)，與螺母的接觸部處于墊圈的外周附近，存 在使墊圈外周端部朝外徑側(cè)變形而接觸于螺母內(nèi)周面的危險(xiǎn)。
另外，將上述螺母的墊圏接觸面形成為圓錐面，將該圓錐面頂角 6 1限定為90~150度，原因在于，當(dāng)不到卯度時(shí)，與墊圏的接觸部 處于該墊圏的外周附近，使螺母的內(nèi)周面朝外徑側(cè)變形，存在使軸力 下降的危險(xiǎn)，另一方面，當(dāng)超過150度時(shí)，與墊圈的接觸部處于該墊 圏的內(nèi)徑附近，存在使墊圏朝內(nèi)徑側(cè)變形而咬入到管表面的危險(xiǎn)。
另外，在本發(fā)明的連接頭部結(jié)構(gòu)中，作為上述圓錐狀面的形成條
件，在將上述厚壁細(xì)徑鋼管的內(nèi)徑形成為Din時(shí)，在上述連接頭部的 內(nèi)面將連接頭部開口部直徑DT設(shè)為1.2Din~1.6Din，將該圓錐狀面 的錐深LT設(shè)為0.65L1 1.3L1，理由在下面說明。
當(dāng)連接頭部開口部直徑DT不到1.2Din時(shí)，構(gòu)成連接頭部的空間 小，需要較大的鋼材體積，凹坑難以變小，另一方面，當(dāng)超過1.6Din 時(shí)，連接頭部前端部的壁厚變得非常薄，在幾何形狀上不成立，同時(shí)， 與對(duì)方部件連接時(shí)，連接頭部的前端部容易變形。
另外，當(dāng)錐深LT不到0.65L1時(shí)，連接頭部前端部的空間體積增 大，不能充分地獲得減小鋼材體積的效果，另一方面，當(dāng)超過1.3L1 時(shí)，由成形模的心棒和夾具夾住的壁厚變得比原來的壁厚小，加工變 得困難，同時(shí)，耐振動(dòng)彎曲疲勞性下降。
在本發(fā)明中，將頭部開口部形成為喇叭狀，是為了減小燃料向管 內(nèi)的流入阻力，減小壓力損失。
[實(shí)施例I
圖1為示出本發(fā)明高壓燃料噴射管的連接頭部結(jié)構(gòu)的第1實(shí)施例 的縱剖側(cè)視圖，圖2為示出該連接頭部結(jié)構(gòu)的第2實(shí)施例的縱剖側(cè)視 圖，圖3為放大示出圖2所示第2實(shí)施例的座面部的縱剖側(cè)視圖，圖 4為放大示出該連接頭部結(jié)構(gòu)的第3實(shí)施例的要部的縱剖側(cè)視圖，圖5 為放大示出該連接頭部結(jié)構(gòu)的第4實(shí)施例的要部的縱剖側(cè)視圖，圖6 為放大示出該連接頭部結(jié)構(gòu)的第5實(shí)施例的要部的縱剖側(cè)視圖，圖7 為放大示出該連接頭部結(jié)構(gòu)的第6實(shí)施例的要部的縱剖側(cè)視圖，圖8 為本發(fā)明實(shí)施例的對(duì)方座面的變形量(接觸深度h)的說明圖，圖9 為示出在圖1所示連接頭部嵌合墊圏(套筒墊圏)的狀態(tài)的側(cè)視圖， 圖10為放大示出該墊圏與螺母的接觸接合部的縱剖視圖，圖11為示 出本發(fā)明高壓燃料噴射管的連接頭部的結(jié)構(gòu)的第7實(shí)施例的縱剖側(cè)視 圖，圖12為示出該連接頭部結(jié)構(gòu)的第8實(shí)施例的縱剖側(cè)視圖，圖13 為示出該連接頭部結(jié)構(gòu)的第9實(shí)施例的縱剖側(cè)視圖，圖14為示出該連 接頭部結(jié)構(gòu)的第IO實(shí)施例的縱剖側(cè)視圖，圖15為示出圖l所示連接 頭部的成形方法的加工工序的一例的由縱剖面獲得的說明圖，圖16
為示出圖1所示連接頭部的成形方法的加工工序的另一例的由縱剖面
獲得的說明圖，符號(hào)l為厚壁細(xì)徑鋼管，符號(hào)2為連接頭部，符號(hào)2a 為圓錐狀面，符號(hào)3為球面狀的座面(推壓座面)，符號(hào)4、 4a、 4b、 4c大致為圓錐面，符號(hào)4d為圓筒狀面，符號(hào)5為環(huán)狀凸緣部，符號(hào) 5a為成為圓錐狀面(錐面)的背面，符號(hào)6為對(duì)方部件，符號(hào)6a為 座面(受壓座面)，符號(hào)7為頭部開口部，符號(hào)8為墊圏(套筒墊圏)， 符號(hào)9為緊固螺母，符號(hào)IO、 10'為夾具，符號(hào)ll為沖壓構(gòu)件。
厚壁細(xì)徑鋼管1由預(yù)先切斷成定尺的不銹鋼、托立普(卜！J少，) 鋼、高壓配管用碳素鋼、合金鋼等鋼材構(gòu)成的管徑D為6mm到10mm、 壁厚t為1.25mm到3.5mm左右的較細(xì)徑厚壁的管構(gòu)成。
圖1所示第1實(shí)施例的高壓燃料噴射管連接頭部結(jié)構(gòu)在厚壁細(xì)徑 鋼管1的連接端部具有連接頭部2，該連接頭部2的外側(cè)周面由接觸 于對(duì)方座部的球面狀的座面3、從該座面3沿軸心方向隔開間隔i殳置 的環(huán)狀凸緣部5、與上述座面3相連而到達(dá)上述環(huán)狀凸緣部5且朝前 端成為細(xì)頭的管軸方向截面的輪廓為曲線或直線狀的圓錐面4、及喇 叭狀的頭部開口部7構(gòu)成，而且在該厚壁細(xì)徑鋼管1的內(nèi)部具有接近 該鋼管的內(nèi)周面的管軸方向截面輪廓大致平直的圓筒面，所以，基本 上不存在凹坑。在上述座面3可設(shè)置軟質(zhì)層(脫碳層)。
在上述連接頭部2中，從連接頭部末端到上述環(huán)狀凸緣部5背面 的軸向if巨離Ll，如厚壁細(xì)徑鋼管1的t/D不到0.3，則為0.38D 0.6D， 如厚壁細(xì)徑鋼管1的t/D在0.3以上，則為0.38D 0.7D，上述座面3 的球體半徑R為0.45D ~ 0.65D,上述環(huán)狀凸緣部5的外徑Dl為1.2D ~ 1.4D。在這里，上述座面3的球體中心位置P比環(huán)狀凸緣部5的管前 端側(cè)位置在管軸方向更處于非管前端側(cè)。
圖2、圖3所示第2實(shí)施例的高壓燃料噴射管連接頭部結(jié)構(gòu)具有 連接頭部2,該連接頭部2由接觸于對(duì)方座部的球面狀的座面3，從該 座面3沿軸心方向隔開間隔設(shè)置的環(huán)狀凸緣部5，與上述球面狀的座 面3相連并且在上述環(huán)狀凸緣部側(cè)頂角的角度6為50~60度、最大直 徑D3為1.03D~1.09D的圓錐面4，與該圓錐面4的最大直徑部分相連、形成于上述環(huán)狀凸緣部5間的圓筒狀面4d，及喇叭狀的頭部開口 部7構(gòu)成外側(cè)周面，而且在該厚壁鋼管1的內(nèi)部具有接近該鋼管內(nèi)周 面直徑的管軸方向截面輪廓大致平直的面，所以，基本上不存在凹坑。 在該連接頭部的場(chǎng)合，從連接頭部末端到上述環(huán)狀凸緣部5背面 的軸向距離Ll、上述座面3的球體半徑R、及座面3的球體中心位置 與上述圖l所示場(chǎng)合相同。圖中，符號(hào)6為對(duì)方部件，符號(hào)6a為對(duì)方 部件6的座面。
圖4所示第3實(shí)施例的高壓燃料噴射管連接頭部結(jié)構(gòu)與上述圖2、 圖3所示場(chǎng)合同樣，由接觸于對(duì)方座部的球面狀的座面3，從該座面3 沿軸心方向隔開間隔設(shè)置的環(huán)狀凸緣部5，與上述球面狀的座面3相 連并且在上述環(huán)狀凸緣部側(cè)頂角的角度6為50~60度、最大直徑D3 為1.03D-1.09D的圓錐面4，與該圓錐面4的最大直徑D3部分相連、 形成于上述環(huán)狀凸緣部5間的圓錐面4a構(gòu)成外側(cè)周面。
在該連接頭部的場(chǎng)合，從連接頭部末端到上述環(huán)狀凸緣部5背面 的軸向距離Ll、上述座面3的球體半徑R、及座面3的球體中心位置 與上述圖1所示場(chǎng)合相同。
圖5所示第4實(shí)施例的高壓燃料噴射管連接頭部結(jié)構(gòu)與上述圖4 所示場(chǎng)合同樣，由接觸于對(duì)方座部的球面狀的座面3，從該座面3沿 軸心方向隔開間隔設(shè)置的環(huán)狀凸緣部5，與上述球面狀的座面3相連 并且在上述環(huán)狀凸緣部側(cè)頂角的角度6為50~60度、最大直徑D3為 1.03D~ 1.09D的圓錐面4，與該圓錐面4的最大直徑D3部分相連、 形成于上述環(huán)狀凸緣部5間的圓筒狀面4d構(gòu)成外側(cè)周面。
在該連接頭部的場(chǎng)合，從連接頭部末端到上述環(huán)狀凸緣部5背面 的軸向距離Ll、上述座面3的球體半徑R、及座面3的球體中心位置 與上述圖1所示場(chǎng)合相同。
圖6所示第5實(shí)施例的高壓燃料噴射管連接頭部結(jié)構(gòu)的外側(cè)周面 由接觸于對(duì)方座部的球面狀的座面3,從該座面3沿軸心方向隔開間 隔設(shè)置的環(huán)狀凸緣部5,與上述球面狀的座面3相連并且在上述環(huán)狀 凸緣部側(cè)頂角的角度6為50~60度、最大直徑D3為1.03D 1.09D
的圓錐面4,與該圓錐面4的最大直徑D3部分相連、形成于上述環(huán)狀 凸緣部5間的半徑Rl的管軸方向截面輪廓大致為圓弧狀的凹狀圓錐 面4b構(gòu)成。
而且，在該連接頭部的場(chǎng)合，從連接頭部末端到上述環(huán)狀凸緣部 5背面的軸向距離L1、上述座面3的球體半徑R、及座面3的球體中 心位置也與上述圖l所示場(chǎng)合相同。
圖7所示第6實(shí)施例的高壓燃料噴射管連接頭部結(jié)構(gòu)的外側(cè)周面 由接觸于對(duì)方座部的球面狀的座面3,從該座面3沿軸心方向隔開間 隔設(shè)置的環(huán)狀凸緣部5，與上述球面狀的座面3相連并且在上述環(huán)狀 凸緣部側(cè)接近大致球面、角度6為50 60度、最大直徑D3為1.03D~ 10.9D的圓錐面4，與該圓錐面4的最大直徑D3部分相連而且形成于 上述環(huán)狀凸緣部5間的、半徑R2的大體接近圓弧的、管軸方向截面 輪廓為凸?fàn)畹膱A錐面4c構(gòu)成。
而且，在該連接頭部的場(chǎng)合，從連接頭部末端到上述環(huán)狀凸緣部 5背面的軸向距離L1、上述座面3的球體半徑R、及座面3的球體中 心位置也與上述圖l所示場(chǎng)合相同。
在上述圖1所示高壓燃料噴射管的連接頭部結(jié)構(gòu)的場(chǎng)合，當(dāng)如上 迷那樣該噴射管的硬度比對(duì)方部件高或接近對(duì)方部件的硬度時(shí)，如圖 8所示那樣，緊固轉(zhuǎn)矩越高，連接頭部的座面3咬入對(duì)方部件6的座 面6a(受壓座面)、雙方變形而在對(duì)方座面6a產(chǎn)生接觸深度h所示壓 痕6a'的危險(xiǎn)越大。然而，在圖2~圖7所示高壓燃料噴射管的連接頭 部結(jié)構(gòu)的場(chǎng)合，連接頭部的圓錐面4的角度大，從而使連接時(shí)的接觸 面的寬度變大，所以，即使噴射管的硬度比對(duì)方部件6高或接近對(duì)方 部件的硬度，也可改善產(chǎn)生于對(duì)方座面6a'的深度h，可減小對(duì)方座面 的殘余變形量。
另外，圖9、圖IO所示本發(fā)明的墊圈8通過鑿緊等手段與環(huán)狀凸 緣部5的頸下部緊密配合或間隙配合。該墊圏8的緊固螺母9接觸面 8-1成為球面，該球半徑R2為1.0D~2.5D。另外，上述緊固螺母9 的墊圈8接觸面9-l成為圓錐面，該圓錐的頂角61為90~150度。
作為與環(huán)狀凸緣部5的頸下部緊密配合或間隙配合的墊圈，除了 圓筒狀的墊圍以外，還有在頭部前端側(cè)或后端側(cè)具有凸緣的圓筒狀的 墊圈等。在頭部的后端側(cè)具有凸緣的圓筒狀墊圈的場(chǎng)合，也將緊固螺 母接觸面形成為球面。另外，在上述后端側(cè)具有凸緣的圓筒狀的墊圏 的場(chǎng)合，與緊固螺母9的接觸面也可為與管軸垂直的平坦面、朝管軸 后方縮徑的錐面或凸?fàn)畹那蛎妗?br> 圖11所示第7實(shí)施例的高壓燃料噴射管的連接頭部2與上述環(huán)狀 凸緣部5的背面相連，在與上述墊圈8的長(zhǎng)度大體相當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)度，管外 徑D2具有1.02D~ 1.08D的大直徑部2-1，而且具有與該大直徑部2-1 相連、在管軸方向平滑地縮小外徑的錐部2-2。
另外，圖12所示第8實(shí)施例為例示管壁厚較薄(內(nèi)徑Din例如為 0.4D 0.63D)、前端座面的球體較大(座面的球體半徑R例如為 0.57D 0.65D)高壓燃料噴射管的連接頭部2的場(chǎng)合，該連接頭部2 在設(shè)厚壁細(xì)徑鋼管1的內(nèi)徑為Din的場(chǎng)合，在該連接頭部的內(nèi)面形成 該連接頭部開口部直徑DT為1.2Din~ 1.6Din、圓錐狀面的錐深LT為 0.65L1-1.3L1的圓錐狀面2a。這樣，通過在連接頭部2的內(nèi)徑部設(shè) 置圓錐狀面2a，可增大構(gòu)成該連接頭部的空間的體積，減小鋼材體積， 通過在由采用后述的心棒的頭部成形方法進(jìn)行頭部成形時(shí)將上述心棒 積極地接觸于頭部?jī)?nèi)面，可使壓曲變小，進(jìn)一步消除或盡可能地減小 凹坑。
另外，圖13所示第9實(shí)施例與上述圖12所示第8實(shí)施例所示高 壓燃料噴射管同樣，為管壁厚較薄的厚壁細(xì)徑鋼管(內(nèi)徑Din例如為 0.4D~0.63D)，在上述連接頭部的內(nèi)面形成該連接頭部2的開口部直 徑DT為1.2Din~ 1.6Din、圓錐狀面的錐深LT為0.65L1 ~ 1.3L1的圓 錐狀面2a,而且，環(huán)狀凸緣部5的背面5a形成為朝管軸后方縮徑的 圓錐面(錐面)。即使在該管內(nèi)徑Din例如處于0.4D 0.63D的范圍的 環(huán)狀凸緣部5的背面5a形成為圓錐面的連接頭部2的場(chǎng)合，通過使內(nèi) 徑部形成為圓錐狀，可增大構(gòu)成該連接頭部的空間的體積，減小鋼材 體積，所以，可消除或盡可能地減小形成于頭部?jī)?nèi)面的凹坑。而且，
本實(shí)施例的連接頭部結(jié)構(gòu)的Ll如圖所示那樣為從連接頭部末端到環(huán) 狀凸緣部5的背面?zhèn)榷瞬块g的軸向距離。
上述圖12、圖13所示實(shí)施例分別示出形成了圓錐狀面錐深LT為 1.3L1的、深度比到環(huán)狀凸緣部5背面的軸向距離Ll長(zhǎng)的圓錐狀面 2a的連接頭部，但圖14所示第10實(shí)施例示出形成了圓錐狀面錐深 LT為0.7L1的、深度比到環(huán)狀凸緣部5背面的軸向距離Ll長(zhǎng)的圓錐 狀面2a的短連接頭部。在該連接頭部2的場(chǎng)合，也將內(nèi)徑部形成為圓 錐狀，從而可增大構(gòu)成該連接頭部的空間的體積，減小鋼材的體積， 所以，可消除或盡可能地減小形成于頭部?jī)?nèi)面的凹坑。
下面，根據(jù)圖15、圖16說明本發(fā)明圖l所示高壓燃料噴射管的 連接頭部2的頭部成形方法。
在本發(fā)明中，設(shè)置連接頭部2的加工余量L，用夾具10、 10'夾住， 作為其沖壓構(gòu)件ll,使用形成了與連接頭部2的球面狀的座面3、圓 錐面4、環(huán)狀凸緣部5、墊圏8、從連接頭部末端到上述環(huán)狀凸緣部背 面的軸向距離Ll、環(huán)狀凸緣部外徑D1、座面3的球體半徑R分別對(duì) 應(yīng)的球面ll-l、圓錐面11-2、平直部11-3、心棒ll-4的沖壓構(gòu)件。
在圖15所示頭部成形方法的場(chǎng)合，當(dāng)成形時(shí)，在切斷成規(guī)定產(chǎn)品 長(zhǎng)度而且對(duì)開口端部進(jìn)行了倒角加工的厚壁細(xì)徑鋼管1的端部，預(yù)先 在前端側(cè)留有連接頭部的頭部加工余量，組裝短尺寸筒狀的墊圏8， 然后，在將該鋼管l保持于夾具10的狀態(tài)下，由上述沖壓構(gòu)件ll朝 軸心方向推壓該鋼管1的前端部。由該推壓使厚壁鋼管1的頭部加工 余量的部分產(chǎn)生塑性流動(dòng)，在厚壁鋼管1的前端部形成連接頭部2, 該連接頭部2由接觸于對(duì)方座部的球面狀的座面3、從該座面3沿軸 心方向隔開間隔設(shè)置的環(huán)狀凸緣部5、與上述座面相連而到達(dá)上述環(huán) 狀凸緣部5且朝前端成為細(xì)頭的圓錐面4、及喇p八狀的頭部開口部7 構(gòu)成外側(cè)周面，而且該頭部?jī)?nèi)周面具有接近該鋼管的內(nèi)周面的大致平 直的面，另外，在該頭部?jī)?nèi)周附近具有壓縮殘余應(yīng)力。在該方法的場(chǎng) 合，預(yù)先在前端側(cè)留有連接頭部的頭部加工余量L，組裝墊圏8，然 后在將端部附近保持于夾具10的狀態(tài)下進(jìn)行壓力成形，所以，上述墊
圏8被壓嵌到頭部頸下部，但也可使墊圈8從夾具10離開，在將其與 該鋼管間隙配合的狀態(tài)下進(jìn)行壓力成形，然后，將該墊圏8嵌裝到該 頭部頸下部。作為在將該墊圏8間隙配合的狀態(tài)下成形連接頭部的方 法，如在圖16示出其一例那樣，在切斷成規(guī)定產(chǎn)品長(zhǎng)度而且對(duì)開口端 部進(jìn)行了倒角加工的厚壁細(xì)徑鋼管1,使墊圏8從夾具IO'離開，在將 其與該鋼管間隙配合的狀態(tài)下，留有頭部加工余量L，保持于夾具10'， 在該狀態(tài)下由沖壓構(gòu)件11朝軸心方向推壓該鋼管1的前端部。與上述 同樣，由該推壓使厚壁鋼管1的頭部加工余量L的部分產(chǎn)生塑性流動(dòng)， 在厚壁鋼管1的前端部獲得連接頭部2，該連接頭部2由接觸于對(duì)方 座部的球面狀的座面3、從該座面3沿軸心方向隔開間隔設(shè)置的環(huán)狀 凸緣部5、與上述座面相連而到達(dá)上述環(huán)狀凸緣部5且朝前端成為細(xì) 頭的圓錐面4、及喇叭狀的頭部開口部7構(gòu)成外側(cè)周面，而且該頭部 內(nèi)周面具有接近該鋼管的內(nèi)周面的大致平直的面，另外，在該頭部?jī)?nèi) 周附近具有壓縮殘余應(yīng)力。在該方法的場(chǎng)合，在壓力成形后使墊圏8 移動(dòng)到頭部頸下部嵌裝。
在成形圖11所示具有大直徑部2-1和錐部2-2的連接頭部的場(chǎng)合， 當(dāng)然使用與該大直徑部2-1和錐部2-2的尺寸相應(yīng)的夾具10、 10'。另 外，在連接頭部開口端部為喇叭狀、C面、R面的高壓燃料噴射管或 內(nèi)徑部為圓錐狀的高壓燃料噴射管的連接頭部的場(chǎng)合，可使用將上述 圖12所示頭部成形方法中的沖壓構(gòu)件11的心棒ll-4部的根部增大直 徑成錐狀的夾具進(jìn)行成形(參照日本特公昭55-35220號(hào)的圖12/圖13/ 圖14/圖15)。
即，按照上述本發(fā)明的成形方法，可獲得這樣的連接頭部2,該 連接頭部2的從連接頭部2末端到上述環(huán)狀凸緣部5背面的軸向距離 Ll，如厚壁細(xì)徑鋼管1的t/D不到0.3，則為0.38D 0.6D，如該厚壁 細(xì)徑鋼管1的t/D在0.3以上，則為0,38D~0.7D，上述座面3的球體 半徑R為0.45D ~ 0.65D，上述環(huán)狀凸緣部5的外徑Dl為1.2D ~ 1.4D, 在環(huán)狀凸緣部5的頸下部緊密配合或間隙配合墊圏8，而且該頭部?jī)?nèi) 周面具有接近該鋼管的內(nèi)周面的大致平直的面，所以，在該頭部?jī)?nèi)周
面基本上不存在凹坑，在該頭部?jī)?nèi)周附近具有壓縮殘余應(yīng)力。另外，
即使在管壁厚較薄、前端座面的球體較大(座面的球體半徑R例如為 0.57D~0.65D)高壓燃料噴射管的連接頭部2的場(chǎng)合，除了上述軸向 距離Ll、座面3的球體半徑R和環(huán)狀凸緣部5外徑Dl的條件外，通 過將連接頭部的內(nèi)部形成為圓錐狀，并使得開口部直徑DT為1.2Din ~ 1,6Din，該圓錐狀面的錐深LT為0.65L1 1.3L1，可消除或盡可能地 減小凹坑。
上述圖2~圖7所示高壓燃料噴射管的連接頭部結(jié)構(gòu)作為防止對(duì) 方部件的座面的變形(凹部)的手段，確定了連接頭部側(cè)的圓錐面的 頂角角度和圓錐面的最大直徑，但也可考慮與此相反地在對(duì)方部件的 座面預(yù)先形成估計(jì)了該對(duì)方部件的座面變形量的凸部。作為該場(chǎng)合的 形成于對(duì)方部件側(cè)的凸部的條件，當(dāng)然考慮噴射管和對(duì)方部件的材質(zhì)、 座面的硬度、接觸面的寬度等。
在上述本發(fā)明的連接頭部2中，設(shè)在上述座面3上的軟質(zhì)層(脫 碳層)在成形加工前或成形加工后通過熱處理進(jìn)行設(shè)置。
在這里，示出連接頭部2的環(huán)狀凸緣部5的背面具有相對(duì)管軸垂 直的環(huán)狀的平坦面和朝管軸后方縮徑的圓錐面(錐面)的場(chǎng)合，但該 環(huán)狀凸緣部5的背面不限于與管軸垂直的環(huán)狀的平坦面和朝管軸后方 縮徑的圓錐面(錐面)，當(dāng)然也可為環(huán)狀凸球面、凹球面或朝管軸后方 縮徑的凸?fàn)罨蚯妗?br> 實(shí)施例1
使用管徑D為8.0mm、管內(nèi)徑Din為4.0mm、壁厚t為2.0mm 的厚壁細(xì)徑鋼管(t/D=0.25)(材質(zhì)ENE355),對(duì)該鋼管的開口端部 進(jìn)行倒角加工，然后，由圖15所示頭部成形方法成形圖l所示連接頭 部。相對(duì)于本實(shí)施例的各厚壁細(xì)徑鋼管的管徑D、壁厚t,獲得的連接 頭部的從連接頭部末端到上述環(huán)狀凸緣部背面的軸向距離Ll、座面的 球體半徑R、環(huán)狀凸緣部外徑Dl分別為L(zhǎng)l=3.9mm、 R=4.2mm、 Dl=10.0mm，但在連接頭部?jī)?nèi)周面未發(fā)現(xiàn)凹坑(環(huán)狀凹部)的發(fā)生。
實(shí)施例2
使用管徑D為8.0mm、管內(nèi)徑Din為4.0mm、壁厚t為2.0mm 的厚壁細(xì)徑鋼管(t/D=0.25)(材質(zhì)ENE355)，對(duì)該鋼管的開口端部 進(jìn)行倒角加工，然后，由圖15所示頭部成形方法，采用將心棒11-4 的根部擴(kuò)大直徑成為錐狀的沖壓構(gòu)件11，成形圖3所示截面結(jié)構(gòu)的連 接頭部。相對(duì)于本實(shí)施例的厚壁細(xì)徑鋼管的管徑D、壁厚t，獲得的連 接頭部的從連接頭部末端到上述環(huán)狀凸緣部背面的軸向距離Ll、座面 的球體半徑r、環(huán)狀凸緣部外徑D1、圓錐面的頂角角度6、及圓錐面 的最大直徑D3分別為L(zhǎng)l=3.9mm、 R=4.2mm、 Dl=10.0mm、 6=56 度、D3=8.5mm，座面附近的硬度為Hv320。
為了考察將具有該連接頭部的噴射管組裝到座面附近的硬度 Hv280的對(duì)方部件后將其解除時(shí)對(duì)方部件座面(受壓座面)的變形， 按緊固負(fù)荷25kN將該噴射管連接到對(duì)方部件，此后解除時(shí)，殘留于 座面的接觸深度h在圖1所示連接頭部的場(chǎng)合為25 Mm,而在本實(shí)施 例的連接頭部的場(chǎng)合為15 jj m，可將殘留于對(duì)方部件的座面的變形量 改善40%。
實(shí)施例3
使用管徑D為6.0mm、管內(nèi)徑Din為3.0mm、壁厚t為1.5mm 的厚壁細(xì)徑鋼管(t/D=0.25)(材質(zhì)ENE355)，對(duì)該鋼管的開口端部 進(jìn)行倒角加工，然后，由圖15所示頭部成形方法，采用將心棒11-4 的根部擴(kuò)大直徑成為錐狀的沖壓構(gòu)件11，成形圖12所示帶圓錐狀面 的連接頭部。相對(duì)于本實(shí)施例的厚壁細(xì)徑鋼管的管徑D、管內(nèi)徑Din、 壁厚t，獲得的連接頭部的從連接頭部末端到上述環(huán)狀凸緣部背面的 軸向距離Ll、座面的球體半徑R、環(huán)狀凸緣部外徑D1、圓錐狀面的 錐深LT、前端開口部直徑DT分別為L(zhǎng)l=3.0mm、 R=3.75mm、 Dl=8.4mm、 LT=2.8mm、 DT=4.2mm，但在連接頭部?jī)?nèi)周面幾乎未發(fā) 現(xiàn)有凹坑(環(huán)狀凹部)的發(fā)生。
實(shí)施例4
使用管徑D為6.0mm、管內(nèi)徑Din為3.0mm、壁厚t為1.5mm 的厚壁細(xì)徑鋼管(t/D=0.25)(材質(zhì)ENE355)，對(duì)該鋼管的開口端部
進(jìn)行倒角加工，然后，由圖15所示頭部成形方法，采用將心棒11-4 的根部擴(kuò)大直徑成為錐狀的沖壓構(gòu)件11，成形圖12所示帶圓錐狀面 的連接頭部。相對(duì)于本實(shí)施例的厚壁細(xì)徑鋼管的管徑D、管內(nèi)徑Din、 壁厚t，獲得的連接頭部的從連接頭部末端到上述環(huán)狀凸緣部背面的 軸向距離Ll、座面的球體半徑R、環(huán)狀凸緣部外徑D1、圓錐狀面的 錐深LT、前端開口部直徑DT、環(huán)狀凸緣部5的背面5a的頂角62分 別為L(zhǎng)l-2.8mm、 R=3.75mm、 Dl=8.4mm、 LT=3.5mm、 DT=3.8mm、 6 2=90度，但在連接頭部?jī)?nèi)周面僅發(fā)生極輕微的凹坑(環(huán)狀凹部)。 實(shí)施例5
4吏用管徑D為6.35mm、管內(nèi)徑Din為4.0mm、壁厚t為1.675mm 的厚壁細(xì)徑鋼管(t/D=0.264)(材質(zhì)EN E355 )，對(duì)該鋼管的開口端 部進(jìn)行倒角加工，然后，由圖15所示頭部成形方法成形圖l所示連接 頭部。相對(duì)于本實(shí)施例的各厚壁細(xì)徑鋼管的管徑D、壁厚t，獲得的連 接頭部的從連接頭部末端到上述環(huán)狀凸緣部背面的軸向距離Ll、座面 的球體半徑R、環(huán)狀凸緣部外徑Dl分別為L(zhǎng)l=2.5mm、 R=3.75mm、 Dl=8.2mm，但在連接頭部?jī)?nèi)周面未發(fā)現(xiàn)凹坑(環(huán)狀凹部)的發(fā)生。
實(shí)施例6
使用管徑D為9.0mm、管內(nèi)徑Din為4.0mm、壁厚t為2.5mm 的厚壁細(xì)徑鋼管(t/D=0.278)(材質(zhì)EN E355 )，對(duì)該鋼管的開口端 部進(jìn)行倒角加工，然后，由圖15所示頭部成形方法，采用將心棒ll-4 的根部擴(kuò)大直徑成為錐狀的沖壓構(gòu)件11，成形圖3所示截面結(jié)構(gòu)的連 接頭部。相對(duì)于本實(shí)施例的厚壁細(xì)徑鋼管的管徑D、壁厚t，獲得的連 接頭部的從連接頭部末端到上述環(huán)狀凸緣部背面的軸向距離Ll、座面 的球體半徑R、環(huán)狀凸緣部外徑D1、圓錐面的頂角角度e 、及圓錐面 的最大直徑D3分別為L(zhǎng)l=4.5mm、 R=4.75mm、 Dl=12mm、 6=56 度、D3=9.4mm，座面附近的石更度為Hv320。
為了考察將具有該連接頭部的噴射管組裝到座面附近的硬度 Hv280的對(duì)方部件后將其解除時(shí)對(duì)方部件座面(受壓座面)的變形， 按緊固負(fù)荷25kN將該噴射管連接到對(duì)方部件，此后解除時(shí)，殘留于
座面的接觸深度h在圖l所示連接頭部的場(chǎng)合為25 (J m，而在本實(shí)施 例的連接頭部的場(chǎng)合為15jum，可將殘留于對(duì)方部件的座面的變形量 改善40%。 實(shí)施例7
使用管徑D為7.0mm、管內(nèi)徑Din為3.0mm、壁厚t為2.0mm 的厚壁細(xì)徑鋼管(t/D=0.286)(材質(zhì)EN E355 )，對(duì)該鋼管的開口端 部進(jìn)行倒角加工，然后，由圖15所示頭部成形方法，采用將心棒ll-4 的根部擴(kuò)大直徑成為錐狀的沖壓構(gòu)件11,成形圖12所示帶圓錐狀面 的連接頭部。相對(duì)于本實(shí)施例的厚壁細(xì)徑鋼管的管徑D、管內(nèi)徑Din、 壁厚t，獲得的連接頭部的從連接頭部末端到上述環(huán)狀凸緣部背面的 軸向距離Ll、座面的球體半徑R、環(huán)狀凸緣部外徑D1、圓錐狀面的 錐深LT、前端開口部直徑DT分別為L(zhǎng)l=3.5mm、 R=3.7mm、 Dl=9.2mm、 LT=3.0mm、 DT=3.7mm，但在連接頭部?jī)?nèi)周面幾乎未發(fā) 現(xiàn)有凹坑(環(huán)狀凹部)的發(fā)生。
實(shí)施例8
使用管徑D為10mm、管內(nèi)徑Din為4.0mm、壁厚t為3.0mm的 厚壁細(xì)徑鋼管(t/D=0.3)(材質(zhì)ENE355)，對(duì)該鋼管的開口端部進(jìn) 行倒角加工，然后，由圖15所示頭部成形方法，成形圖l所示連接頭 部。相對(duì)于本實(shí)施例的各厚壁細(xì)徑鋼管的管徑D、壁厚t，獲得的連接 頭部的從連接頭部末端到上述環(huán)狀凸緣部背面的軸向距離Ll、座面的 球體半徑R、環(huán)狀凸緣部外徑Dl分別為L(zhǎng)l=5.0mm、 R=5.5mm、 Dl=13.0mm，但在連接頭部?jī)?nèi)周面未發(fā)現(xiàn)凹坑(環(huán)狀凹部)的發(fā)生。
實(shí)施例9
使用管徑D為9mm、管內(nèi)徑Din為3.5mm、壁厚t為2.75mm的 厚壁細(xì)徑鋼管(t/D=0.306)(材質(zhì)ENE355)，對(duì)該鋼管的開口端部 進(jìn)行倒角加工，然后，由圖15所示頭部成形方法，采用將心棒11-4 的根部擴(kuò)大直徑成為錐狀的沖壓構(gòu)件11，成形圖3所示截面結(jié)構(gòu)的連 接頭部。相對(duì)于本實(shí)施例的厚壁細(xì)徑鋼管的管徑D、壁厚t,獲得的連 接頭部的從連接頭部末端到上述環(huán)狀凸緣部背面的軸向距離Ll、座面
的球體半徑r、環(huán)狀凸緣部外徑Di、圓錐面的頂角角度e、及圓錐面
的最大直徑D3分別為L(zhǎng)l=4.5mm、 R=4.75mm、 Dl=12.0mm、 6=56 度、D3=9.4mm，座面附近的硬度為Hv320。
為了考察將具有該連接頭部的噴射管組裝到座面附近的硬度 Hv280的對(duì)方部件后將其解除時(shí)對(duì)方部件座面(受壓座面)的變形， 按緊固負(fù)荷25kN將該噴射管連接到對(duì)方部件，此后解除時(shí)，殘留于 座面的接觸深度h在圖1所示連接頭部的場(chǎng)合為25nm，而在本實(shí)施 例的連接頭部的場(chǎng)合為15|um，可將殘留于對(duì)方部件的座面的變形量 改善40%。
實(shí)施例10
使用管徑D為8mm、管內(nèi)徑Din為3.0mm、壁厚t為2.5mm的 厚壁細(xì)徑鋼管(t/D=0.313)(材質(zhì)ENE355)，對(duì)該鋼管的開口端部 進(jìn)行倒角加工，然后，由圖15所示頭部成形方法，采用將心棒11-4 的根部擴(kuò)大直徑成為錐狀的沖壓構(gòu)件11，成形圖12所示帶圓錐狀面 的連接頭部。相對(duì)于本實(shí)施例的厚壁細(xì)徑鋼管的管徑D、管內(nèi)徑Din、 壁厚t，獲得的連接頭部的從連接頭部末端到上述環(huán)狀凸緣部背面的 軸向距離Ll、座面的球體半徑R、環(huán)狀凸緣部外徑Dl分別為 Ll=5.1mm、 R=4.325mm、 Dl=11.0mm，但在連接頭部?jī)?nèi)周面幾乎未 發(fā)現(xiàn)凹坑(環(huán)狀凹部)的發(fā)生。
實(shí)施例11
使用管徑D為9mm、管內(nèi)徑Din為3.0mm、壁厚t為3mm的厚 壁細(xì)徑鋼管(t/D=0.333)(材質(zhì)EN E355 )，對(duì)該鋼管的開口端部進(jìn) 行倒角加工，然后，由圖15所示頭部成形方法，采用將心棒ll-4的 根部擴(kuò)大直徑成為錐狀的沖壓構(gòu)件11,成形圖12所示帶圓錐狀面的 連接頭部。相對(duì)于本實(shí)施例的厚壁細(xì)徑鋼管的管徑D、管內(nèi)徑Din、 壁厚t，獲得的連接頭部的從連接頭部末端到上述環(huán)狀凸緣部背面的 軸向距離Ll、座面的球體半徑R、環(huán)狀凸緣部外徑D1、圓錐狀面的 錐深LT、前端開口部直徑DT、環(huán)狀凸緣部5的背面5a的頂角62分 另i為L(zhǎng)l=6.3mm、 R=4.75mm、 Dl=12,0mm、 LT=4.0mm、 DT=3.7mm、 6 2=90度，但在連接頭部?jī)?nèi)周面僅發(fā)生極輕微的凹坑(環(huán)狀凹部)。 實(shí)施例12
使用管徑D為10mm、管內(nèi)徑Din為3.0mm、壁厚t為3.5mm的 厚壁細(xì)徑鋼管(t/D=0.35)(材質(zhì)ENE355)，對(duì)該鋼管的開口端部進(jìn) 行倒角加工，然后，由圖15所示頭部成形方法成形圖l所示連接頭部。 相對(duì)于本實(shí)施例的各厚壁細(xì)徑鋼管的管徑D、壁厚t，獲得的連接頭部 的從連接頭部末端到上述環(huán)狀凸緣部背面的軸向距離Ll、座面的球體 半徑R、環(huán)狀凸緣部外徑Dl分別為L(zhǎng)l=7.0mm、 R=5.5mm 、 Dl=13.0mm,但在連接頭部?jī)?nèi)周面未發(fā)現(xiàn)凹坑(環(huán)狀凹部)的發(fā)生。
產(chǎn)業(yè)上利用的可能性
本發(fā)明的高壓燃料噴射管的連接頭部由于基本上不存在由塑性加 工在該連接頭部的內(nèi)側(cè)發(fā)生的凹坑(環(huán)狀凹部)，所以，可消除該頭部
致的龜裂的發(fā)生的擔(dān)憂，以及上述頭部成形時(shí)伴隨著該凹坑形成的內(nèi) 徑大直徑化和應(yīng)力集中所導(dǎo)致的內(nèi)表面拉伸應(yīng)力上升現(xiàn)象，而且，可 大幅度減小連接頭部?jī)?nèi)周面成為疲勞破壞的起點(diǎn)的可能性。另外，通 過增大連接頭部的圓錐面的頂角角度和最大直徑，使連接時(shí)雙方的座 面的寬度變大，可防止最大接觸面壓變大，減小雙方的座面的變形， 可減小連接解除時(shí)對(duì)方座面的殘余變形量。另外，本發(fā)明的連接頭部 結(jié)構(gòu)在高壓燃料噴射管的壁厚較薄、連接頭部座面的球體較大的場(chǎng)合， 將連接頭部的內(nèi)徑部形成為圓錐狀，可減小凹坑，另外，即使環(huán)狀凸 緣部背面為圓錐狀，也可減小凹坑。
另外，通過在座面設(shè)置軟質(zhì)層，可減小共軌等對(duì)方部分接頭部的 密封面(座面)的塑性變形量，獲得反復(fù)連接的高密封性。另外，本 發(fā)明的連接頭部的從該頭部末端到環(huán)狀凸緣部的距離相比之下縮短， 所以，球面狀座部的剛性增大，可防止隨著連接產(chǎn)生的頭部開口部的 狹塞等永久變形，同時(shí)，相對(duì)于對(duì)方部件接頭部的受壓座面的入座也 穩(wěn)定，相對(duì)于超高壓燃料流的反復(fù)加壓、柴油內(nèi)燃機(jī)等的振動(dòng)也可防
止燃料的泄漏導(dǎo)致的飛濺、連接部的脫離的發(fā)生，通過使上述凹坑基 本上不存在，使得燃料的流動(dòng)平穩(wěn)化，由此作用使得可更正確地進(jìn)行 燃料噴射。
因此，本發(fā)明不限于作為柴油內(nèi)燃機(jī)的燃料供給通道經(jīng)常酉'己置使
用的高壓燃料噴射管，也可適用于具有由細(xì)徑厚壁鋼管構(gòu)成的連接頭 部的各種高壓金屬配管。
權(quán)利要求
1. 一種高壓燃料噴射管的連接頭部結(jié)構(gòu)，在直徑較細(xì)的厚壁細(xì)徑鋼管的連接端部具有球面狀的座面、從該座面沿軸心方向隔開間隔形成的環(huán)狀凸緣部，及與上述座面相連而到達(dá)上述環(huán)狀凸緣部或該環(huán)狀凸緣部附近且朝前端成為細(xì)頭的大致接近球面的圓錐面，通過插入與上述環(huán)狀凸緣部的背面直接或間接接合的緊固螺母而構(gòu)成；其特征在于在t(壁厚)/D(外徑)<0.3的厚壁細(xì)徑鋼管的場(chǎng)合，從連接頭部末端到上述環(huán)狀凸緣部背面的軸向距離L1為0.38D～0.6D、上述座面的球體半徑R為0.45D～0.65D、上述環(huán)狀凸緣部外徑D1為1.2D～1.4D，該連接頭部的該頭部?jī)?nèi)周面具有接近該鋼管的內(nèi)周面直徑的管軸方向截面的輪廓大致平直的圓筒狀面和/或圓錐狀面。
2. —種高壓燃料噴射管的連接頭部結(jié)構(gòu)，在直徑較細(xì)的厚壁細(xì)徑 鋼管的連接端部具有球面狀的座面、從該座面沿軸心方向隔開間隔形 成的環(huán)狀凸緣部，及與上述座面相連而到達(dá)上述環(huán)狀凸緣部或該環(huán)狀 凸緣部附近且朝前端成為細(xì)頭的大致接近球面的圓錐面，通過插入與 上述環(huán)狀凸緣部的背面直接或間接接合的緊固螺母而構(gòu)成；其特征在 于在t(壁厚)/D(外徑)>0.3的厚壁細(xì)徑鋼管的場(chǎng)合，從連接頭 部末端到上述環(huán)狀凸緣部背面的軸向距離Ll為0.38D~0.7D、上述座 面的球體半徑R為0.45D 0.65D、上述環(huán)狀凸緣部外徑D1為1.2D~ 1.4D，該連接頭部的該頭部?jī)?nèi)周面具有接近該鋼管的內(nèi)周面直徑的管 軸方向截面的輪廓大致平直的圓筒狀面和/或圓錐狀面。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高壓燃料噴射管的連接頭部結(jié)構(gòu)， 其特征在于上述連接頭部的、與上述球面狀的座面相連而到達(dá)上述 環(huán)狀凸緣部或該環(huán)狀凸緣部附近且朝前端成為細(xì)頭的圓錐面的頂角角 度6為50~60度，該圓錐面的最大直徑D3為1.03D~ 1，09D,而且上 述圓錐面的最大直徑部分與上述環(huán)狀凸緣部由圓錐面，或輪廓為凸?fàn)?或凹狀的圓錐面，或圓筒狀面連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1~3中任何一項(xiàng)所述的高壓燃料噴射管的連接頭部結(jié)構(gòu)，其特征在于上述環(huán)狀凸緣部形成為比構(gòu)成座面的球面的 最大直徑更朝管徑方向外方突出的環(huán)狀。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1~4中任何一項(xiàng)所述的高壓燃料噴射管的連接 頭部結(jié)構(gòu)，其特征在于圓筒狀或帶凸緣的圓筒狀的墊圏與上述環(huán)狀 凸緣部的頸下部緊密配合或間隙配合。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的高壓燃料噴射管的連接頭部結(jié)構(gòu)，其特 征在于與上述環(huán)狀凸緣部的背面相連地按與上述墊圏的長(zhǎng)度相當(dāng)?shù)?長(zhǎng)度具有管外徑為1.02D 1.08D的大直徑部，而且與該大直徑部相連 地設(shè)置外徑沿管軸方向平滑地縮徑的錐部。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的高壓燃料噴射管的連接頭部結(jié)構(gòu)， 其特征在于上述墊圏全長(zhǎng)為0.5D~2.0D。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5-7中任何一項(xiàng)所述的高壓燃料噴射管的連接 頭部結(jié)構(gòu)，其特征在于將上述墊圈的與上述緊固螺母的接觸面形成為球面，該球半徑為1.0D 2.5D。
9. 根據(jù)權(quán)利要求5 8中任何一項(xiàng)所述的高壓燃料噴射管的連接 頭部結(jié)構(gòu)，其特征在于將上述緊固螺母的墊圏接觸面形成為圓錐面， 該圓錐面的頂角6 1為90~ 150度。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1 ~ 9中任何一項(xiàng)所述的高壓燃料噴射管的連接 頭部結(jié)構(gòu)，其特征在于在上述座面上具有軟質(zhì)層。
11. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的高壓燃料噴射管的連接頭部結(jié)構(gòu)，其 特征在于上述軟質(zhì)層為脫碳層。
12. 根據(jù)權(quán)利要求l-ll中任何一項(xiàng)所述的高壓燃料噴射管的連 接頭部結(jié)構(gòu)，其特征在于頭部開口部為實(shí)施了錐形倒角或圓形倒角 的喇，，八狀。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1~12中任何一項(xiàng)所述的高壓燃料噴射管的連 接頭部結(jié)構(gòu)，其特征在于上述圓錐狀面，在上述厚壁細(xì)徑鋼管的內(nèi) 徑為Din的場(chǎng)合，上述連接頭部的內(nèi)面為，該連接頭部開口部直徑DT 為1.2Din~ 1.6Din、該圓錐狀面的錐深LT為0.65L1 ~ 1.3L1 。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1~13中任何一項(xiàng)所述的高壓燃料噴射管的連接頭部結(jié)構(gòu)，其特征在于上述環(huán)狀凸緣部的背面形成為相對(duì)管軸垂 直的面或朝管軸的后方縮徑的圓錐面。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的高壓燃料噴射管的連接頭部結(jié)構(gòu)，其 特征在于上述環(huán)狀凸緣部背面的圓錐面的頂角62為75~120度。
16. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的高壓燃料噴射管的連接頭部結(jié)構(gòu)，其 特征在于在上述座面的球體半徑R為0.57D 0.65D的場(chǎng)合，上述 連接頭部的內(nèi)徑部為上述圓錐狀。
17. 根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的高壓燃料噴射管的連接頭部結(jié) 構(gòu)，其特征在于在上述環(huán)狀凸緣部的背面為圓錐面的場(chǎng)合，上述連 接頭部的內(nèi)徑部為上述圓錐狀。
18. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的高壓燃料噴射管的連接頭部結(jié)構(gòu)，其 特征在于在上述厚壁細(xì)徑鋼管的內(nèi)徑Din為0.4D ~ 0.63D的場(chǎng)合， 上述連接頭部的內(nèi)徑部為上述圓錐狀。
全文摘要
提供一種高壓燃料噴射管，該高壓燃料噴射管可防止頭部成形時(shí)的凹坑部的龜裂發(fā)生、氣蝕導(dǎo)致的龜裂的發(fā)生及隨著凹坑的形成產(chǎn)生的拉伸應(yīng)力的發(fā)生，抗疲勞破壞的能力強(qiáng)。高壓燃料噴射管在厚壁細(xì)徑鋼管的連接端部具有球面狀的座面、環(huán)狀凸緣部及與上述座面相連的圓錐面，組裝墊圈與緊固螺母；其特征在于形成連接頭部，該連接頭部在t(壁厚)/D(外徑)＜0.3的管材的場(chǎng)合，從連接頭部末端到環(huán)狀凸緣部背面的軸向距離為0.38D～0.6D，座面的球體半徑為0.45D～0.65D，環(huán)狀凸緣部外徑為1.2D～1.4D，該頭部?jī)?nèi)周面具有大致平直的圓筒狀面和/或圓錐狀面；在t(壁厚)/D(外徑)0.3的管材的場(chǎng)合，從連接頭部末端到環(huán)狀凸緣部背面的軸向距離為0.38D～0.7D。
文檔編號(hào)F02M55/02GK101389851SQ20078000684
公開日2009年3月18日 申請(qǐng)日期2007年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月14日
發(fā)明者加藤信夫, 林耕一, 臼井正一郎 申請(qǐng)人:臼井國(guó)際產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社